交联聚乙烯（XLPE）电力电缆由于其优良的电气和理化性能而被广泛应用于电力传输系统。电缆在运行过程中会在热的作用下发生老化的现象，使得电缆的各项性能下降，对电力系统造成巨大的损失。热老化过程中电缆的各项性能参数会发生变化，不同程度地影响着电缆的老化状态。探究热老化对XLPE电缆绝缘性能的影响以及劣化机理，从各项性能参数中提取出能够有效表征电缆绝缘老化的特征参数对老化状态进行评估，对维护电网的稳定运行有着重要的意义。
本文对110　kV　XLPE电缆绝缘在135　oC下进行加速热老化实验，通过差示扫描量热测试（DSC）、热失重分析（TG）、导热性能测试、拉伸实验、介电响应测试和工频击穿实验研究热老化对XLPE试样热学、力学和介电性能的影响；采用等温表面电位衰减（ISPD）来研究热老化对XLPE试样陷阱特性的影响；根据傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）分析热老化过程中聚集态结构的变化。研究结果表明，XLPE试样的力学、热学和介电性能在热老化过程中先小幅上升，超过某个临界时间后显著下降，此临界时间对应于抗氧化剂消耗完毕的时间。因此根据抗氧化剂是否存在，可以将热老化过程分为两个阶段，重结晶阶段和热氧老化阶段。在重结晶阶段，结晶度会有小幅增加，试样以电子深陷阱为主，试样的力学、热学和介电性能均会有所上升。在热氧老化阶段，抗氧化剂消耗完毕，热氧老化反应成为主要反应，结晶度明显降低，XLPE试样中电子深陷阱向电子浅陷阱转化，各项性能显著下降。聚集态结构的变化会影响试样的陷阱特性，进而通过影响电荷的注入、载流子的数量和输运来影响其介电性能。
热老化过程中电缆绝缘各项性能参数会发生变化，本文采用回归分析的方法分析不同参数之间的相关性，从中提取和老化状态相关性高的特征参数作为模糊聚类分析中的输入变量。输入变量为拉伸强度、击穿场强、活化能和羰基指数，输出变量为老化状态。其次对输入变量进行二维模糊聚类，得到输入变量的聚类中心。然后对输入和输出变量进行模糊化处理，根据隶属度函数求得不同变量的隶属度。最后建立模糊规则，采用强度转移法进行模糊推理，评估XLPE电缆绝缘的老化状态。